山麦冬大小孢子发生及雌雄配子体发育研究

采用石蜡切片技术对百合科植物山麦冬大小孢子发生及雌雄配子体发育进行了观察研究。结果表明:(1)山麦冬花药具有4个花粉囊,花药壁的发育方式为基本型,花药壁完全分化时由表皮、药室内壁、中层及绒毡层组成。(2)绒毡层发育类型为分泌型,到四分体孢子彼此分离形成单细胞花粉阶段,绒毡层细胞开始解体退化,花粉成熟时绒毡层细胞完全消失;花粉母细胞减数分裂为连续型,四分体为左右对称形排列,成熟花粉为3-细胞花粉,单萌发沟。(3)子房3室,每室2枚胚珠,胚珠倒生型,双珠被,薄珠心,雌性孢原细胞不经过平周分裂而直接发育而成大孢子母细胞。(4)减数分裂后四分体大孢子呈线型或T型排列,合点端大孢子分化为功能大孢子,胚囊发育为蓼型;花粉母细胞减数分裂过程中,二分体、四分体细胞外方被胼胝质壁所包被,小孢子形成后胼胝质壁逐渐消失。该研究结果丰富了百合科植物生殖生物学研究的内容,也为探讨百合科植物的系统学研究提供了参考。     

中红侧沟茧蜂寄生对粘虫幼虫取食及生长发育的影响

【目的】为明确中红侧沟茧蜂Microplitis mediator(Haliday)寄生对粘虫Mythimna separata(Walker)幼虫取食和发育的影响及评价其田间应用价值。【方法】比较研究了中红侧沟茧蜂寄生不同日龄粘虫对粘虫幼虫取食量和发育的影响。【结果】被寄生的粘虫4、6、8日龄幼虫与未被寄生的同龄期幼虫取食量差异达极显著水平。被寄生的4、6、8日龄粘虫幼虫间的取食量差异不显著。被寄生的幼虫,5 d前体重缓慢上升,之后缓慢下降,所有被寄生的幼虫均不能化蛹。4、6、8日龄粘虫幼虫被寄生后,中红侧沟茧蜂幼虫在其体内的发育历期不同,不同日龄间差异显著,随着日龄的增大显著缩短。【结论】表明该蜂不仅能有效地控制粘虫当代危害,而且在很大程度上能够抑制粘虫的种群数量。     

发育温度对蜜蜂归巢能力及记忆相关基因表达的影响

【目的】本试验旨在研究不同发育温度对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂归巢能力及学习记忆相关基因表达的影响。【方法】选择3群群势一致的意大利蜜蜂,控制蜂王在一张经工蜂清理的工蜂巢脾中产卵48 h,之后移至孵化区。子脾即将封盖时,平均分成3块,分别放入33℃(Ⅰ组)、35℃(Ⅱ组)、37℃(Ⅲ组)的恒温恒湿箱中继续发育(相对湿度为75%±5%),每群为1个重复。工蜂羽化出房时,用不同颜色标记不同发育温度下羽化的工蜂,并放回原蜂王产卵群,测定其采集时期在1 000 m、2 000 m的回归率及不同日龄(刚出房,10日龄,20日龄)工蜂3个记忆相关基因[谷氨酸受体A型基因(Glu-RA)、N-甲基-D-天冬氨酸受体1型基因(Nmdar1)、酪氨酸受体1型基因(tyr1)]的表达情况。【结果】结果表明:试验Ⅱ组和试验Ⅲ组发育的采集蜂在1 000 m和2 000 m处的回归率均显著高于Ⅰ组,但试验Ⅱ组与试验Ⅲ组之间差异不显著;试验Ⅱ组和Ⅲ组刚出房工蜂、10日龄工蜂和20日龄工蜂的Glu RA和Nmdar1基因相对表达量显著高于试验Ⅰ组,但试验Ⅱ组与Ⅲ组之间差异不显著;试验Ⅱ组刚出房工蜂的Tyr1基因相对表达量显著高于试验Ⅰ组与Ⅲ组,但试验Ⅰ组与试验Ⅲ组之间差异不显著,另外,各试验组10日龄和20日龄工蜂Tyr1基因相对表达量差异均不显著。【结论】过低发育温度会影响蜜蜂的归巢能力和记忆相关基因的表达。     

食物营养对黑腹果蝇中肠干细胞的影响

【目的】研究市场上常见的几种儿童、青少年较为喜爱的小食品的主要营养成分,及其对黑腹果蝇Drosophila melanogaster的体重、发育等的影响,进而探讨膳食中营养均衡的重要性。【方法】采用双缩脲法、苏丹Ⅲ染色法及碘酒染色法分别对食物中的蛋白质、脂肪及淀粉含量进行测定。分别用基础培养基或实验用食品配制的培养基培养黑腹果蝇,待果蝇卵孵化后,取一定数量果蝇个体进行称重,并对果蝇中肠进行解剖和免疫荧光染色,观察果蝇肠道发育情况。【结果】基础食物(培养基)中的蛋白质、脂肪及淀粉含量配比较为均衡,而实验用零食有些脂肪含量较高,有些蛋白质含量较高,有些淀粉含量较高,配比严重失衡。淀粉及脂肪含量均较高的食物能引起果蝇体重超重;同时果蝇肠道细胞Arm/Pros的染色显著增加,显示肠道干细胞数目显著增加,另外果蝇肠壁明显加厚;而食物中淀粉或蛋白质严重缺失的食物则引起果蝇发育障碍。其中,在高碳水化合物但几乎没有蛋白质存在的食物中,果蝇干细胞数目同样增加很多,肠壁加厚,但其体重显著降低,同时发育迟缓。在高蛋白高脂肪低碳水化合物的食物中,中肠干细胞数目明显减少,果蝇肠壁变薄,发育受到影响。将几种实验组食物按照基础食物的蛋白质、脂肪及淀粉含量进行配比混合,模拟营养的均衡配比,喂养果蝇后发现,营养成分配比均衡极大地缓解配比失衡后所造成的中肠损伤,并使果蝇的个体发育恢复均衡。【结论】食物中的营养失衡会显著影响果蝇的体重以及肠壁和肠道干细胞的数目,导致果蝇体重下降或上升,肠道细胞增殖功能紊乱,对果蝇发育产生严重影响。这些结果提示了儿童偏好零食引起的营养不良和过度肥胖及肠道功能障碍,因此建议青少年儿童不能偏好零食,要做到合理膳食,营养均衡。     

斜纹夜蛾酵母双杂交文库的构建及其在蜕皮激素受体互作蛋白筛选中的应用

【目的】蜕皮激素在昆虫变态发育中起着关键的调控作用。蜕皮激素活化为20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone,20E)后与蜕皮激素受体二聚体〔蜕皮激素受体(ecdysone receptor,EcR)和超气门蛋白(ultraspiracle protein,USP)〕结合,启动20E诱导的级联反应。本研究旨在从互作蛋白角度探究EcR/USP自身调控的分子机理。【方法】以重要农业害虫斜纹夜蛾Spodoptera litura为研究对象,通过构建酵母双杂交筛选系统分别筛选了与EcR和USP相互作用的蛋白。【结果】文库转化效率达到3.0×106cfu/μg,文库滴度达到1.3×108cfu/m L,文库插入片段大小在500~2 000 bp之间。4种诱饵质粒(EcRA/p GBKT7,EcRB1/p GBKT7,USP1/p GBKT7和USP2/p GBKT7)对酵母细胞无毒性,并且无自激活性,说明构建的酵母双杂交文库质量可靠。用以上4种诱饵质粒筛选酵母双杂交文库,共得到110个互作蛋白,其中与EcRB1,USP1和USP2互作的蛋白分别有26,52和32个,未筛选到与EcRA互作的蛋白。随后,从中挑选了Dna J-5(Hsp40 homolog 5,一种热激蛋白分子伴侣),MBF2(mediator of Bm FTZ-F1 type 2,一种转录共激活子),polyubiquitin(多聚泛素类蛋白),esr16(ecdysteroid regulated 16k Da protein,一种蜕皮激素调控蛋白)和NEDD8-like(neural precursor cell expressed,developmentally down-regulated protein 8,一种泛素调节相关蛋白)5种蛋白,利用酵母双杂交和Far-Western印迹法进一步验证了蛋白间的互作关系。【结论】分子伴侣和泛素化修饰等在蜕皮激素受体调控中可能起着重要作用。本研究对深入理解昆虫变态发育的分子机理具有重要意义。     

温度对双委夜蛾实验种群生长发育及繁殖的影响

【目的】双委夜蛾Athetis dissimilis(Hampson)是近几年在中国大陆新发现的农业害虫,与二点委夜蛾Athetis lepigone(Mschler)形态相似,危害特点相同。明确温度对其生长发育的影响,对该害虫的预测预报和有效防控具有重要的指导意义。【方法】在光周期16L∶8D,RH 70%±10%的实验室条件下,设置17,21,25,29和33℃5个恒定温度,饲喂人工饲料,研究温度对双委夜蛾发育历期、死亡率及繁殖的影响,并计算各虫态的发育起点温度和有效积温。【结果】在17~33℃范围内,双委夜蛾均可以完成整个世代,各虫态发育历期随温度的升高而缩短;17和21℃下,双委夜蛾幼虫有7个龄期,而25℃以上时幼虫只有6个龄期。25℃下双委夜蛾死亡率最低(21.00%),单雌产卵量最高(763.95粒)。整个世代的发育起点温度和有效积温分别为9.38℃和1 015.36日·度。雌雄虫寿命和产卵期随温度的升高逐渐缩短,且各温度下雌虫寿命均较雄虫长,性比(雄雌比)均在1.18~1.20之间。【结论】25℃是双委夜蛾实验种群生长发育和繁殖的适宜温度。     

寄主体型大小对管氏肿腿蜂生殖潜力的影响

【目的】揭示寄主体型大小对肿腿蜂生殖潜力的影响,进一步认识寄生蜂准社会行为的进化以及为大规模繁殖和利用肿腿蜂的生物防治实践提供科学依据。【方法】以管氏肿腿蜂Sclerodermus guani和寄主青杨天牛Saperda populnea幼虫为材料,为雌蜂终身连续提供称重的寄主,观察逐日产卵量及在无抚育条件下其子代蜂发育至成虫的表现,分析产卵时期(早、中和晚期)、寄主体重对产卵量及其子代发育指标的影响。【结果】寄主体重和产卵期均影响管氏肿腿蜂终身产卵量,产卵量随寄主体重增大而呈二次函数式增大,但随产卵期延长而大幅减小。寄主体重和产卵期互作影响管氏肿腿蜂子代蜂存活率、岀蜂数、成虫体重和性比等子代发育指标,表现在:(1)产卵早期所产子代蜂的存活率随寄主体重增大而略降低,产卵中期所产子代蜂存活与寄主体重无关,产卵晚期所产子代蜂的存活率可能与寄主体重无关;(2)产卵早期和晚期产子代蜂的羽化成虫数和性比不受寄主体重的影响,但产卵中期产的子代蜂出蜂数随寄主体重增大而增加,性比随寄主体重增大而逐渐减小;(3)产卵早期产的子代雌蜂体重随寄主体重增大而呈二次函数式增大,而产卵中期产的子代蜂体重不受寄主体重的影响。【结论】寄主体型大小对管氏肿腿蜂早期产卵量及其子代蜂发育表现有显著影响。     

兰州百合组培鳞茎发育研究

该研究以兰州百合商品种球鳞片为外植体材料,通过组织培养诱导丛生芽萌发及高频增殖,再以丛生芽为材料诱导其发育形成小鳞茎,调节培养基对小鳞茎进行膨大发育培养,最终形成促进兰州百合组培鳞茎膨大发育的“三步”组培培养技术路线;对发育过程中形成的丛生芽、小鳞茎及膨大鳞茎进行淀粉含量测定与生长特征参数统计,分析各步培养对鳞茎形成发育过程中淀粉含量与形态变化的影响。结果表明：所建立的“三步”培养方案培育出的组培鳞茎直径、重量与鳞片数分别为1.66 cm、2.48 g和26.33片,有效地促进了鳞茎的膨大,并能诱导鳞茎主茎杆的形成发育;在培养进程中其淀粉含量呈现逐步增加的趋势,这表明与鳞茎膨大发育正相关,同时鳞茎大小、重量及鳞片数三者也表现为正相关性;当鳞茎所含鳞片数在26片以上时,其生长点易发育形成主茎杆。该文研究了兰州百合组培鳞茎的形成与膨大发育技术,所研发的“三步”培养组成的鳞茎膨大发育组培技术有效地促进了鳞茎的膨大发育,而膨大发育的鳞茎能有效地缩短田间生长周期,从时间上提高百合生产量,同时为实现兰州百合膨大的鳞茎种球规模化生产提供技术支撑。     

关苍术两性花与雌花花药的解剖学研究

苍术属(Atractylodes DC.)是菊科菜蓟族(Cynareae)刺苞亚族(Carlininae O. Hoffm.)的一个东亚特有属,世界上仅有7种,其中我国有5种。该研究以关苍术为材料,采用石蜡切片法比较研究了两性花和雌花的花药及雄配子体发育进程,并进一步探讨了其雌花产生花药退化的时期及原因。结果表明：(1)关苍术小孢子发育与花蕾长度间存在相关性,当花蕾长度在5 mm时进入花粉母细胞时期,花药壁已分化,在7~9 mm时处于四分体时期,大于11 mm时开始进入花粉粒时期。(2)关苍术花药5个,花粉囊4个,减数分裂属同时型,四分体以正四面体为主,属3-细胞型,萌发沟3个。(3)关苍术花粉囊壁发育属双子叶型,从外层的表皮、药室内壁,到内层的中层和绒毡层均由一层细胞构成,关苍术绒毡层为腺质绒毡层。(4)关苍术雌花花药退化发生在花药发育早期至四分体时期,表现为花药发育早期畸形、药壁分化异常、小孢子母细胞发育停滞在前期、绒毡层增生4个原因。该研究结果为苍术属植物的系统发育、物种形成和进化提供胚胎学依据。     

葡萄CHS和STS基因家族生物信息学鉴定和表达分析

查尔酮合成酶(CHS,chalcone synthase)是植物体类黄酮类化合物合成的第1个关键酶和限速酶,它能够催化丙二酰-Co A和对香豆酸-Co A合成柚皮素查尔酮。二苯乙烯合成酶(STS,stilbene synthase)是芪类化合物合成路径的关键酶,与查尔酮合成酶有共同的作用底物,二者具有很高的相似度。为更好地了解葡萄中CHS和STS基因的种类和数量,本研究采用生物信息学方法检索获得葡萄(Vitis vinifera L.)基因组数据库中的CHS和STS基因,通过分析其染色体定位、系统进化和保守基序,发现葡萄基因组可能含有33个STS基因,9个CHS基因,这些基因集中分布在6条葡萄染色体上,部分家族基因在染色体上形成基因簇。葡萄CHS和STS基因家族蛋白长度、基因结构和蛋白基序非常保守,具有很近的进化关系。葡萄芯片数据结果表明,葡萄CHS和STS基因在葡萄果实不同发育时期的果皮和果肉中均有表达,尤其葡萄CHS GroupsⅢ亚家族基因在葡萄果皮中大量表达。葡萄STS基因家族在果实中的表达量较低,部分探针在葡萄果实成熟期的果皮中表达量急剧增加。本研究结果可为葡萄CHS和STS基因在果实发育过程中的功能研究提供参考。